L'agriculture et la pêche intelligentes du Japon

un drone survolant des terres agricoles

   L'agriculture et la pêche sont deux secteurs où les personnes doivent collaborer avec l'environnement naturel, sans pouvoir le contrôler. De plus, comme il s'agit de secteurs primaires, ils impliquent beaucoup de main-d'œuvre manuelle, ce qui entraîne des problèmes tels que les pénuries et le vieillissement de la main-d'œuvre. Des personnes du monde entier s'efforcent de résoudre ces problèmes à l'aide de technologies telles que l'IoT et l'IA, et leurs progrès sont en train de prendre de la vitesse. Dans cet article, nous examinerons certaines nouvelles technologies développées par de petites startups, la manière dont elles commencent à être utilisées dans l'agriculture et la pêche japonaises, mais aussi la manière dont elles pourraient être utilisées à grande échelle dans un avenir proche.

   Les secteurs primaires souffrent d'une variété de problèmes différents d'un pays à l'autre, mais au Japon, ces problèmes sont centrés sur la population active qui vieillit alors qu'il n'y a pas assez de jeunes pour la remplacer. L'agriculture et la pêche sont connues pour impliquer beaucoup de travail manuel dur, de sorte que les technologies qui réduisent le travail et augmentent l'efficacité sont une bouée de sauvetage pour les travailleurs de ces secteurs.

Prévision des récoltes avec l'imagerie des champs par drone

Le service d'analyse de la couleur des feuilles de l'IA « IROHA » peut confirmer des détails jusqu'à une résolution de 1 mm. (Photo reproduite avec l'aimable autorisation de SkymatiX, Inc.)

   L'une de ces technologies utilise l'IA pour analyser les images prises par les drones, ce qui donne aux agriculteurs des estimations du moment où ils doivent récolter et des types de rendements à attendre, le tout sans avoir à se rendre sur le terrain. Grâce à l'imagerie haute résolution, elle peut même compter avec précision le nombre de fruits ou de légumes dans un champ, mais aussi déterminer leur taille et leur degré de croissance.

   Les images en haute résolution permettent également à l'IA de détecter la couleur des feuilles et de repérer les mauvaises herbes qui ont repoussé. Les agriculteurs peuvent ainsi détecter et résoudre rapidement les problèmes liés aux nuisibles, mauvaises herbes et maladies des plantes, ce qui permet de maintenir plus efficacement la santé des cultures. Plus les agriculteurs utilisent ces services, plus ils accumulent de données, ce qui leur permet de comparer l'état actuel de leurs champs par rapport aux années précédentes. La gestion des terres et des cultures agricoles peut maintenant être effectuée à l'aide d'un ordinateur, au lieu de dépendre de l'expérience et de l'intuition.

Robots récolteurs abordables et faciles à configurer à la rescousse des agriculteurs

   Les entreprises ont développé des robots abordables qui peuvent récolter des cultures à la place des humains. Par exemple, une entreprise fabrique un dispositif suspendu sur des rails dans des serres et capable de récolter des poivrons, des concombres et d'autres produits. Ce dispositif ne se soucie pas des terrains accidentés ou des obstacles. Il peut donc moissonner de manière fiable et efficace. Il s'agit d'un robot simple doté uniquement des fonctions nécessaires, raison pour laquelle il est considéré comme une alternative moins chère et plus accessible aux moissonneuses conventionnelles.

Ce robot est conçu pour se déplacer dans les serres et récolter les fruits et légumes tels que les poivrons, les concombres et les tomates. (Photo reproduite avec l'aimable autorisation de AGRIST, Inc.)

Il circule sur des rails suspendus, ce qui élimine les problèmes liés aux terrains accidentés ou aux obstacles. (Photo reproduite avec l'aimable autorisation de AGRIST, Inc.)

   En plus de la récolte, le robot peut être équipé d'une caméra pour collecter des images à analyser, permettant ainsi aux agriculteurs de surveiller la santé de leurs cultures. Cette machine permet aux agriculteurs de récolter au moment opportun, ce qui leur permet d'obtenir des récoltes plus importantes sur une même surface. Elle offre également une solution aux pénuries de main-d'œuvre et peut aider à réduire les coûts de personnel.

Utilisation de l'IoT et de l'IA pour réduire le coût de la pisciculture terrestre

   Le secteur de la pêche compte également ses propres startups de haute technologie, dont une a été créée par l'Université de Kyoto et l'Université Kindai. Après de longues recherches, ils ont réussi à augmenter les portions comestibles de madai (daurade rose) de 20 %, tout en utilisant 20 % moins de nourriture.

Le « tai du XXIIe siècle » plus charnu (en haut) et le madai élevé normalement (en bas). (Photo reproduite avec l'aimable autorisation du Regional Fish Institute, Ltd.)

   L'entreprise étudie actuellement les applications pratiques du développement de poissons optimisés pour les environnements de pisciculture et à leur élevage dans des fermes piscicoles terrestres. Ils peuvent utiliser les technologies d'IA et de l'IoT pour surveiller automatiquement les changements dans la croissance des poissons, la température de l'eau, les niveaux d'oxygène, etc., et ajuster l'environnement en conséquence. Elles peuvent même être utilisées pour automatiser des processus tels que la distribution de nourriture et le nettoyage des réservoirs. Les chercheurs envisagent même de mettre au point un appareil qui économise de l'énergie en utilisant la technologie de filtration et une conception intelligente du réservoir pour un système qui maintient naturellement l'environnement idéal pour ses poissons.

Des recherches sont en cours pour trouver le poisson idéal pour la pisciculture terrestre, tout en développant des systèmes optimisés pour la pisciculture terrestre. (Photo reproduite avec l'aimable autorisation du Regional Fish Institute, Ltd.)

   Ce système de pisciculture terrestre à faible coût a attiré l'attention du monde entier en raison de sa capacité à assurer une production fiable et relativement abordable de poissons, même dans les régions où l'accès à l'océan ou aux rivières est limité.

Prévention de la pollution avec des distributeurs de nourriture intelligents pour les fermes piscicoles marines

   Les fermes piscicoles marines ont dû faire face à la pression causée par la hausse des prix de la nourriture et la pénurie de main-d'œuvre, ainsi qu'à la pollution marine provoquée par l'excès de nourriture qui s'échappe dans l'écosystème. Une startup du secteur de la pêche a mis au point des distributeurs de nourriture intelligents équipés d'une IA pour régler ces problèmes. Le système est équipé d'une caméra ainsi que d'une IA et est alimenté par un panneau solaire.

L'« UMITRON CELL » donne aux poissons la bonne quantité de nourriture au bon moment grâce à sa caméra et son IA. (Photo reproduite avec l'aimable autorisation de UMITRON K.K.)

   Ce système peut identifier trois niveaux de faim chez les poissons en fonction de la façon dont ils nagent, et réduira ou ajustera la quantité de nourriture fournie aux poissons lorsque l'IA détermine qu'ils n'ont pas faim. Les poissons peuvent également être nourris à distance à l'aide de la vidéo en temps réel depuis un smartphone ou un autre appareil. Les agriculteurs visitent alors moins souvent les bassins, ce qui améliore l'efficacité.

Une IA détermine quand les poissons ont faim d'après la manière dont ils nagent. (Photo reproduite avec l'aimable autorisation de UMITRON K.K.)

   En outre, le système réduit également le coût de l'élevage des poissons en réduisant la quantité de nourriture gaspillée et en évitant la pollution due à l'excès de nourriture. Par exemple, dans le cadre d'une démonstration de faisabilité pour l'aquaculture du madai, les chercheurs ont réussi à réduire la quantité de nourriture utilisée de 20 %, tout en raccourcissant la période d'élevage d'un an à seulement 10 mois. Ils ont également constaté que le système pouvait réduire la quantité de gaz à effet de serre générée par le gaspillage de nourriture, par rapport à un distributeur automatique conventionnel.

Poissons élevés à l'aide de ce système. (Photo reproduite avec l'aimable autorisation de UMITRON K.K.)

   Ces distributeurs de nourriture intelligents dotés d'une IA sont également utilisés dans l'élevage de la truite Donaldson au lac Titicaca au Pérou. La technologie japonaise est souvent utilisée pour résoudre des problèmes dans les secteurs primaires du monde entier, comme l'amélioration des environnements de travail et la construction de systèmes de production durables.